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高频模块以及通信装置的制作方法

2022-11-28 11:00:53 来源:中国专利 TAG:


1.本发明普遍地涉及高频模块以及通信装置,更详细地,涉及具备功率放大器及低噪声放大器的高频模块、以及具备高频模块的通信装置。


背景技术:

2.以往,已知有具备滤波器以及天线开关的高频系统(高频模块)(例如,参照专利文献1)。专利文献1记载的高频系统具备滤波器和天线开关。天线开关是用于对与天线连接的路径进行切换的开关。专利文献1记载的高频系统还具备陷波滤波器。陷波滤波器设置在滤波器与天线之间。
3.在先技术文献
4.专利文献
5.专利文献1:美国专利第2017/006341号说明书


技术实现要素:

6.发明要解决的问题
7.可是,在专利文献1记载的以往的高频模块中,全部的高频信号通过相同的路径,因此存在如下的问题,即,对于不需要谐波分量衰减的高频信号,低通滤波器中的损耗也变大。
8.本发明是鉴于上述的情形而完成的发明,本发明的目的在于,提供一种能够使低通滤波器中的损耗降低的高频模块以及通信装置。
9.用于解决问题的技术方案
10.本发明的一个方式涉及的高频模块具备天线端子、功率放大器、低噪声放大器以及低通滤波器。所述低通滤波器设置在发送路径以及接收路径。所述发送路径是所述天线端子与所述功率放大器之间的路径。所述接收路径是所述天线端子与所述低噪声放大器之间的路径。所述低通滤波器具有多个路径。所述多个路径各自构成所述发送路径以及所述接收路径中的至少一者的一部分。所述多个路径具有第1路径和第2路径。所述第2路径的电抗比所述第1路径的电抗小。
11.本发明的一个方式涉及的高频模块具备天线端子、功率放大器、低噪声放大器以及低通滤波器。所述低通滤波器设置在发送路径以及接收路径。所述发送路径是所述天线端子与所述功率放大器之间的路径。所述接收路径是所述天线端子与所述低噪声放大器之间的路径。所述低通滤波器具有多个路径。所述多个路径各自构成所述发送路径以及所述接收路径中的至少一者的一部分。所述低通滤波器包含电感器和电容器。所述多个路径具有第1路径和第2路径。所述第1路径是通过所述电容器的路径。所述第2路径是将所述电容器旁路的路径。
12.本发明的一个方式涉及的通信装置具备所述高频模块和信号处理电路。所述信号处理电路对通过所述发送路径的发送信号以及通过所述接收路径的接收信号进行处理。
13.发明效果
14.根据本发明的上述方式涉及的高频模块以及通信装置,能够使低通滤波器中的损耗降低。
附图说明
15.图1是具备实施方式涉及的高频模块的通信装置的电路结构图。
16.图2是同上的高频模块中的开关模块的电路结构图。
17.图3是同上的高频模块的剖视图。
18.图4是实施方式的变形例1涉及的高频模块中的开关模块的电路结构图。
19.图5是实施方式的变形例2涉及的高频模块中的开关模块的电路结构图。
20.图6是实施方式的变形例3涉及的高频模块的剖视图。
具体实施方式
21.以下,参照附图对实施方式涉及的高频模块以及通信装置进行说明。在下述的实施方式等中参照的各图是示意性的图,图中的各构成要素的大小、厚度各自之比未必一定反映了实际的尺寸比。
22.(实施方式)
23.(1)高频模块
24.参照附图对实施方式涉及的高频模块1的结构进行说明。
25.如图1所示,实施方式涉及的高频模块1具备第1功率放大器21、第1发送滤波器22、第1接收滤波器23以及第1低噪声放大器24。第1发送滤波器22以及第1接收滤波器23构成双工器(duplexer)25。进而,高频模块1具备开关模块3。
26.此外,如图3所示,高频模块1具备安装基板4、多个外部连接端子5、第1树脂构件61、第2树脂构件62以及屏蔽层63。
27.如图1所示,高频模块1例如被用于通信装置8。通信装置8例如是像智能电话那样的便携式电话。另外,通信装置8并不限定于是便携式电话,例如,也可以是像智能手表那样的可穿戴终端等。
28.通信装置8进行第1通信频段的通信以及第2通信频段的通信。更详细地,通信装置8进行第1通信频段的发送信号(以下称为“第1发送信号”)的发送、以及第1通信频段的接收信号(以下称为“第1接收信号”)的接收。进而,通信装置8进行第2通信频段的发送信号(以下称为“第2发送信号”)的发送、以及第2通信频段的接收信号(以下称为“第2接收信号”)的接收。
29.第1发送信号以及第1接收信号是tdd(time division duplex,时分双工)的信号。另外,第1发送信号以及第1接收信号并不限定于tdd的信号,也可以是fdd(frequency division duplex,频分双工)的信号。tdd是对无线通信中的发送和接收分配同一频带并按时间切换进行发送和接收的无线通信技术。fdd是对无线通信中的发送和接收分配不同的频带来进行发送以及接收的无线通信技术。
30.第2发送信号以及第2接收信号是tdd的信号。另外,第2发送信号以及第2接收信号并不限定于tdd的信号,也可以是fdd的信号。
31.(2)高频模块的电路结构
32.以下,参照图1以及图2对实施方式涉及的高频模块1的电路结构进行说明。在此,对发送信号以及接收信号为tdd的信号的情况进行说明。
33.(2.1)第1功率放大器
34.图1所示的第1功率放大器21是对第1发送信号进行放大的放大器。第1功率放大器21设置在将第1天线端子51和第1输入端子52连结的第1发送路径p11中的第1输入端子52与第1发送滤波器22之间。第1功率放大器21具有输入端子211以及输出端子212。第1功率放大器21的输入端子211经由第1输入端子52而与外部电路(例如,信号处理电路82)连接。第1输入端子52是将来自外部电路的高频信号(第1发送信号)输入到高频模块1的端子。第1功率放大器21的输出端子212与第1发送滤波器22连接。第1功率放大器21例如由功率放大器控制器(未图示)进行控制。另外,第1功率放大器21只要直接或间接地与第1发送滤波器22连接即可。例如,第1功率放大器21也可以经由第1输出匹配电路(未图示)而与第1发送滤波器22连接。第1输出匹配电路设置在第1发送路径p11中的第1功率放大器21与第1发送滤波器22之间。第1输出匹配电路获得第1功率放大器21与第1发送滤波器22之间的阻抗匹配。
35.(2.2)第1发送滤波器
36.图1所示的第1发送滤波器22是第1通信频段的发送滤波器。第1通信频段的发送滤波器使第1发送信号通过。更详细地,第1发送滤波器22设置在第1发送路径p11中的第1功率放大器21与开关模块3之间。第1发送滤波器22使由第1功率放大器21放大后的高频信号中的第1通信频段的发送带的发送信号即第1发送信号通过。
37.(2.3)第1接收滤波器
38.第1接收滤波器23是第1通信频段的接收滤波器。第1通信频段的接收滤波器使第1接收信号通过。更详细地,第1接收滤波器23设置在将第1天线端子51和第1输出端子53连结的第1接收路径p21中的开关模块3(第1天线开关31)与第1低噪声放大器24之间。第1接收滤波器23使从第1天线端子51输入的高频信号中的第1通信频段的接收带的接收信号即第1接收信号通过。
39.(2.4)第1低噪声放大器
40.图1所示的第1低噪声放大器24是使第1接收信号以低噪声进行放大的放大器。第1低噪声放大器24设置在第1接收路径p21中的开关模块3与第1输出端子53之间。第1低噪声放大器24具有输入端子241以及输出端子242,第1低噪声放大器24的输入端子241与开关模块3(第1天线开关31)连接。第1低噪声放大器24的输出端子242经由第1输出端子53而与外部电路(例如,信号处理电路82)连接。第1输出端子53是将来自第1低噪声放大器24的高频信号(第1接收信号)向外部电路输出的端子。
41.(2.5)开关模块
42.如图1所示,开关模块3具备第1天线开关31、第1低通滤波器32以及控制电路33。进而,开关模块3具备第1天线侧端子34和多个(在图示例子中为3个)第1滤波器侧端子35。
43.(2.6)第1天线开关
44.图1所示的第1天线开关31是用于对与天线81连接的路径进行切换的开关。第1天线开关31具有公共端子311和多个(在图示例子中为3个)选择端子312~314。公共端子311与第1低通滤波器32连接。多个选择端子312~314中的选择端子312与双工器25连接。公共
端子311经由第1低通滤波器32而与第1天线端子51连接。
45.第1天线开关31对公共端子311和多个选择端子312~314的连接状态进行切换。第1天线开关31例如由信号处理电路82进行控制。第1天线开关31按照来自信号处理电路82的rf信号处理电路83的控制信号而使公共端子311和多个选择端子312~314中的任一者电连接。
46.(2.7)第1低通滤波器
47.如图2所示,第1低通滤波器32具备多个(在图示例子中为3个)电感器361~363、多个(在图示例子中为2个)dtc364、365、电容器366、电感器367以及电容器368。
48.第1低通滤波器32设置在第1天线端子51与第1功率放大器21之间的第1发送路径p11、以及第1天线端子51与第1低噪声放大器24之间的第1接收路径p21。第1低通滤波器32使第1发送信号的谐波分量衰减。
49.多个电感器361~363在第1天线开关31与第1天线侧端子34之间串联地连接。多个dtc364、365在电感器361与第1天线侧端子34之间串联地连接。此外,dtc364与电感器362并联地连接,且dtc365与电感器363并联地连接。电容器366和电感器367在dtc364与dtc365之间的路径和接地之间串联地连接。
50.电容器368连接在dtc365与第1天线侧端子34之间的路径和接地之间。
51.具有上述那样的电路结构的第1低通滤波器32在发送信号通过的情况下,减小dtc364、365的电容,从而增大发送信号所通过的发送路径的电抗。由此,第1低通滤波器32能够使发送信号的谐波分量衰减。
52.另一方面,在接收信号通过的情况下,增大dtc364、365的电容,从而减小接收信号所通过的接收路径的电抗。由此,能够使接收信号通过时的损耗降低。
53.根据上述,第1低通滤波器32具有多个路径。多个路径各自构成第1发送路径p11以及第1接收路径p21中的至少一者的一部分。更详细地,多个路径具有第1路径和第2路径。第2路径的电抗比第1路径的电抗小。具体地,在第1低通滤波器32中,减小了dtc364、365的电容时的将第1天线开关31和第1天线侧端子34相连的路径成为第1路径。此外,在第1低通滤波器32中,增大了dtc364、365的电容时的将第1天线开关31和第1天线侧端子34相连的路径成为第2路径。而且,在第1低通滤波器32中,通过第1发送路径p11的发送信号通过第1路径,通过第1接收路径p21的接收信号通过第2路径。由此,能够在使发送信号的谐波分量衰减的同时抑制接收信号的损耗的增加。
54.也可以是,第1路径是通过dtc364以及dtc365的双方的路径,第2路径是将dtc364以及dtc365的双方旁路的路径。在该情况下,第2路径是dtc364的电容以及dtc365的电容为0或为接近于0的值的状态的路径。此外,也可以是,第1路径是通过dtc364以及dtc365的双方的路径,第2路径是将dtc364以及dtc365中的至少一者旁路的路径。在该情况下,第2路径是dtc364的电容为0或为接近于0的值的状态的路径、或者dtc365的电容为0或为接近于0的值的状态的路径。进而,也可以是,第1路径是通过dtc364以及dtc365中的至少一者的路径,第2路径是将dtc364以及dtc365的双方旁路的路径。在该情况下,第2路径是dtc364的电容以及dtc365的电容为0或为接近于0的值的状态的路径。由此,能够在使发送信号的谐波分量衰减的同时抑制接收信号的损耗的增加。
55.(2.8)控制电路
56.控制电路33从信号处理电路82获取信号,并基于获取到的信号来控制第1天线开关31的切换以及第1低通滤波器32的dtc364、365的电容。
57.(2.9)第1天线侧端子和第1滤波器侧端子
58.如图1以及图2所示,第1天线侧端子34与第1低通滤波器32以及第1天线端子51连接。
59.多个第1滤波器侧端子35与第1天线开关31的多个选择端子312~314一对一地对应,并与对应的选择端子312~314连接。更详细地,第1滤波器侧端子351与选择端子312连接,且第1滤波器侧端子352与选择端子313连接,且第1滤波器侧端子353与选择端子314连接。第1滤波器侧端子351与双工器25连接。
60.(3)高频模块的构造
61.以下,参照附图对实施方式涉及的高频模块1的构造进行说明。
62.如图3所示,高频模块1具备安装基板4、多个外部连接端子5、第1树脂构件61、第2树脂构件62以及屏蔽层63。
63.高频模块1能够与外部基板(未图示)电连接。外部基板例如相当于通信装置8(便携式电话以及通信设备等)的母基板。另外,所谓高频模块1能够与外部基板电连接,不仅包含高频模块1直接地安装在外部基板上的情况,还包含高频模块1间接地安装在外部基板上的情况。另外,所谓高频模块1间接地安装在外部基板上的情况,是高频模块1安装在安装于外部基板上的其它高频模块上的情况等。
64.(3.1)安装基板
65.如图3所示,安装基板4具有第1主面41以及第2主面42。第1主面41以及第2主面42在安装基板4的厚度方向d1上相互对置。在高频模块1设置于外部基板(未图示)时,第2主面42与外部基板对置。安装基板4是在第1主面41以及第2主面42分别安装了电路部件的双面安装基板。
66.安装基板4是层叠了多个电介质层的多层基板。安装基板4具有多个导体图案部43和多个贯通电极44。多个导体图案部43包含被设定为接地电位的导体图案部。多个贯通电极44被用于安装在第1主面41的元件和安装基板4的导体图案部43的电连接。此外,多个贯通电极44被用于安装在第1主面41的元件和安装在第2主面42的元件的电连接、以及安装基板4的导体图案部43和外部连接端子5的电连接。
67.在安装基板4的第1主面41配置有第1功率放大器21和双工器25。进而,在安装基板4的第1主面41配置有第1低通滤波器32中的多个电感器361~363。
68.在安装基板4的第2主面42配置有包含开关模块3中的除多个电感器361~363以外的电路元件的开关ic。进而,在安装基板4的第2主面42配置有多个外部连接端子5。
69.(3.2)第1功率放大器
70.如图3所示,第1功率放大器21配置在安装基板4的第1主面41。在图3的例子中,第1功率放大器21安装在安装基板4的第1主面41。另外,也可以是,第1功率放大器21的一部分安装在安装基板4的第1主面41,且第1功率放大器21的剩余部分内置于安装基板4。总而言之,第1功率放大器21在安装基板4中配置在比第2主面42靠第1主面41侧,并且,至少具有安装在第1主面41的部分。
71.(3.3)双工器
72.如上所述,图3所示的双工器25包含第1发送滤波器22(参照图1)和第1接收滤波器23(参照图1)。
73.第1发送滤波器22例如是包含多个串联臂谐振器以及多个并联臂谐振器的弹性波滤波器。弹性波滤波器例如是利用声表面波的saw(surface acoustic wave,声表面波)滤波器。进而,第1发送滤波器22也可以包含与多个串联臂谐振器中的任一者串联地连接的电感器以及电容器中的至少一者,还可以包含与多个并联臂谐振器中的任一者串联地连接的电感器或电容器。
74.同样地,第1接收滤波器23例如是包含多个串联臂谐振器以及多个并联臂谐振器的弹性波滤波器。弹性波滤波器例如是利用声表面波的saw滤波器。进而,第1接收滤波器23也可以包含与多个串联臂谐振器中的任一者串联地连接的电感器以及电容器中的至少一者,还可以包含与多个并联臂谐振器中的任一者串联地连接的电感器或电容器。
75.如图3所示,双工器25配置在安装基板4的第1主面41。在图3的例子中,双工器25安装在安装基板4的第1主面41。另外,也可以是,双工器25的一部分安装在安装基板4的第1主面41,且双工器25的剩余部分内置于安装基板4。总而言之,双工器25在安装基板4中配置在比第2主面42靠第1主面41侧,并且,至少具有安装在第1主面41的部分。
76.(3.4)开关ic
77.如图3所示,开关模块3中的除多个电感器361~363以外的开关ic39配置在安装基板4的第2主面42。开关ic39例如安装在安装基板4的第2主面42。或者,也可以是,开关ic39的一部分安装在安装基板4的第2主面42,且开关ic39的剩余部分内置于安装基板4。总而言之,开关ic39在安装基板4中配置在比第1主面41靠第2主面42侧,并且,至少具有安装在第2主面42的部分。
78.另外,开关ic39也可以配置在安装基板4的第1主面41。开关ic39例如也可以安装在安装基板4的第1主面41。或者,也可以是,开关ic39的一部分安装在安装基板4的第1主面41,且开关ic39的剩余部分内置于安装基板4。总而言之,开关ic39在安装基板4中配置在比第2主面42靠第1主面41侧,并且,至少具有安装在第1主面41的部分。
79.(3.5)外部连接端子
80.如图3所示,多个外部连接端子5是用于使安装基板4和外部基板(未图示)电连接的端子。多个外部连接端子5包含图1所示的第1天线端子51、第1输入端子52及第1输出端子53和多个接地端子。
81.多个外部连接端子5配置在安装基板4的第2主面42侧。多个外部连接端子5是设置在安装基板4的第2主面42上的柱状(例如,圆柱状)的电极。多个外部连接端子5的材料例如为金属(例如,铜、铜合金等)。多个外部连接端子5各自在安装基板4的厚度方向d1上具有与安装基板4的第2主面42接合的基端部和与基端部相反侧的前端部。多个外部连接端子5各自的前端部例如也可以包含金镀敷层。
82.在高频模块1中,从高频模块1向母基板的安装性、增多高频模块1的接地端子的数量的观点等出发,设置有多个外部连接端子5。
83.(3.6)第1树脂构件和第2树脂构件
84.如图3所示,第1树脂构件61设置在安装基板4的第1主面41,且对配置在第1主面41的电路元件以及安装基板4的第1主面41进行覆盖。第1树脂构件61具有确保配置在第1主面
41的电路元件的机械强度以及耐湿性等的可靠性的功能。
85.如图3所示,第2树脂构件62设置在安装基板4的第2主面42,且对配置在第2主面42的电路元件以及安装基板4的第2主面42进行覆盖。第2树脂构件62具有确保配置在第2主面42的电路元件的机械强度以及耐湿性等的可靠性的功能。
86.(3.7)配置关系
87.如图3所示,第1功率放大器21以及双工器25配置在安装基板4的第1主面41侧。进而,多个电感器361~363配置在安装基板4的第1主面41侧。另一方面,开关ic39配置在安装基板4的第2主面42侧。即,dtc364、365配置在安装基板4的第2主面42侧。由此,相比于电感器361~363配置在与dtc364、365相同的主面侧的情况,能够使高频模块1变得小型。
88.进而,在从安装基板4的厚度方向d1的俯视下,电感器361~363与开关ic39重叠。由此,能够缩短将电感器361~363和开关ic39相连的路径,因此能够使起因于上述路径的长度的损耗降低。
89.此外,在本实施方式中,在从安装基板4的厚度方向d1的俯视下,电感器361~363与dtc364、365重叠。由此,能够缩短将电感器361~363和dtc364、365相连的路径,因此能够使起因于上述路径的长度的损耗降低。
90.(4)高频模块的各构成要素的详细构造
91.(4.1)安装基板
92.图3所示的安装基板4例如是印刷布线板、ltcc(low temperature co-fired ceramics,低温共烧陶瓷)基板等。在此,安装基板4例如是包含多个电介质层以及多个导体图案部43的多层基板。多个电介质层以及多个导体图案部43在安装基板4的厚度方向d1上层叠。多个导体图案部43分别形成为给定图案。多个导体图案部43各自在与安装基板4的厚度方向d1正交的一个平面内包含一个或多个导体部。各导体图案部43的材料例如为铜。
93.安装基板4的第1主面41以及第2主面42在安装基板4的厚度方向d1上分离,并与安装基板4的厚度方向d1交叉。安装基板4中的第1主面41例如与安装基板4的厚度方向d1正交,但例如也可以包含导体部的侧面等作为不与厚度方向d1正交的面。此外,安装基板4中的第2主面42例如与安装基板4的厚度方向d1正交,但例如也可以包含导体部的侧面等作为不与厚度方向d1正交的面。此外,安装基板4的第1主面41以及第2主面42也可以形成有微细的凹凸或凹部或凸部。
94.(4.2)滤波器
95.对图1所示的第1发送滤波器22以及第1接收滤波器23的详细的构造进行说明。第1发送滤波器22以及第1接收滤波器23构成双工器25。在以下的说明中,不对第1发送滤波器22以及第1接收滤波器23进行区分而作为滤波器。
96.滤波器是单片的滤波器。在此,在滤波器中,例如,多个串联臂谐振器以及多个并联臂谐振器各自由弹性波谐振器构成。在该情况下,滤波器例如具备基板、压电体层以及多个idt电极(interdigital transducer,叉指换能器)。基板具有第1面以及第2面。压电体层设置在基板的第1面。压电体层设置在低声速膜上。多个idt电极设置在压电体层上。在此,低声速膜直接或间接地设置在基板上。此外,压电体层直接或间接地设置在低声速膜上。在低声速膜中,所传播的体波(bulk wave)的声速与在压电体层传播的弹性波的声速相比为低速。在基板中,所传播的体波的声速与在压电体层传播的弹性波的声速相比为高速。压电
体层的材料例如为钽酸锂。低声速膜的材料例如为氧化硅。基板例如为硅基板。在将由idt电极的电极指周期决定的弹性波的波长设为λ时,压电体层的厚度例如为3.5λ以下。低声速膜的厚度例如为2.0λ以下。
97.压电体层只要由例如钽酸锂、铌酸锂、氧化锌、氮化铝、或锆钛酸铅中的任一者形成即可。此外,低声速膜只要包含从包括氧化硅、玻璃、氮氧化硅、氧化钽、氧化硅中添加了氟或碳或硼的化合物的组之中选择的至少一种材料即可。此外,基板只要包含从包括硅、氮化铝、氧化铝、碳化硅、氮化硅、蓝宝石、钽酸锂、铌酸锂、石英、矾土、氧化锆、堇青石、莫来石、块滑石、镁橄榄石、氧化镁以及金刚石的组之中选择的至少一种材料即可。
98.滤波器例如还具备间隔层和覆盖构件。间隔层以及覆盖构件设置在基板的第1面。在从基板的厚度方向的俯视下,间隔层包围多个idt电极。在从基板的厚度方向的俯视下,间隔层为框状(矩形框状)。间隔层具有电绝缘性。间隔层的材料例如为环氧树脂、聚酰亚胺等合成树脂。覆盖构件为平板状。在从基板的厚度方向的俯视下,覆盖构件是长方形,但是并不限于此,例如也可以是正方形。在滤波器中,在从基板的厚度方向的俯视下,覆盖构件的外形尺寸、间隔层的外形尺寸和覆盖构件的外形尺寸大致相同。覆盖构件配置在间隔层,使得在基板的厚度方向上与基板对置。覆盖构件在基板的厚度方向上与多个idt电极重复,并且,在基板的厚度方向上与多个idt电极分离。覆盖构件具有电绝缘性。覆盖构件的材料例如为环氧树脂、聚酰亚胺等合成树脂。滤波器具有被基板、间隔层以及覆盖构件包围的空间。在滤波器中,气体进入到空间。气体例如是空气、惰性气体(例如,氮气)等。多个端子从覆盖构件露出。多个端子各自例如是凸块。各凸块例如是焊料凸块。各凸块并不限于焊料凸块,例如也可以是金凸块。
99.滤波器例如也可以包含介于低声速膜与压电体层之间的密接层。密接层例如包含树脂(环氧树脂、聚酰亚胺树脂)。此外,滤波器也可以在低声速膜与压电体层之间、压电体层上、或低声速膜下的任一者具备电介质膜。
100.此外,滤波器例如也可以具备介于基板与低声速膜之间的高声速膜。在此,高声速膜直接或间接地设置在基板上。低声速膜直接或间接地设置在高声速膜上。压电体层直接或间接地设置在低声速膜上。在高声速膜中,所传播的体波的声速与在压电体层传播的弹性波的声速相比为高速。在低声速膜中,所传播的体波的声速与在压电体层传播的弹性波的声速相比为低速。
101.高声速膜包含类金刚石碳、氮化铝、氧化铝、碳化硅、氮化硅、硅、蓝宝石、钽酸锂、铌酸锂、石英等压电体、矾土、氧化锆、堇青石、莫来石、块滑石、镁橄榄石等各种陶瓷、氧化镁、金刚石、或以上述各材料为主成分的材料、以上述各材料的混合物为主成分的材料。
102.关于高声速膜的厚度,因为高声速膜具有将弹性波封闭在压电体层以及低声速膜的功能,所以高声速膜的厚度越厚越优选。压电体基板也可以具有密接层、电介质膜等作为高声速膜、低声速膜以及压电体层以外的其它膜。
103.多个串联臂谐振器以及多个并联臂谐振器各自并不限于上述的弹性波谐振器,例如,也可以是saw谐振器或baw(bulk acoustic wave,体声波)谐振器。在此,saw谐振器例如包含压电体基板和设置在压电体基板上的idt电极。关于滤波器,在由saw谐振器分别构成多个串联臂谐振器以及多个并联臂谐振器的情况下,在一个压电体基板上具有与多个串联臂谐振器一对一地对应的多个idt电极和与多个并联臂谐振器一对一地对应的多个idt电
极。压电体基板例如为钽酸锂基板、铌酸锂基板等。
104.(4.3)开关ic
105.图1以及图3所示的开关ic39例如为具备基板和开关功能部的单片的ic。基板具有相互对置的第1面以及第2面。基板例如为硅基板。开关功能部包含形成在基板的第1面的fet(field effect transistor,场效应晶体管)。开关功能部是具有切换连接状态的功能的功能部。开关ic39被倒装芯片安装于安装基板4的第2主面42,使得基板的第1面成为安装基板4的第2主面42侧。在从安装基板4的厚度方向d1的俯视下,开关ic39的外周形状为四边形。
106.(4.4)第1功率放大器
107.图1所示的第1功率放大器21例如为具备基板和放大功能部的单片的ic。基板具有相互对置的第1面以及第2面。基板例如为砷化镓基板。放大功能部包含形成在基板的第1面的至少一个晶体管。放大功能部是具有对给定的频带的发送信号进行放大的功能的功能部。晶体管例如为hbt(heterojunction bipolar transistor,异质结双极晶体管)。在功率放大器中,来自功率放大器控制器的电源电压被施加在hbt的集电极-发射极之间。第1功率放大器21也可以除了放大功能部以外还包含例如直流阻隔用的电容器。第1功率放大器21例如被倒装芯片安装于安装基板4的第1主面41,使得基板的第1面成为安装基板4的第1主面41侧。在从安装基板4的厚度方向d1的俯视下,第1功率放大器21的外周形状为四边形。
108.(4.5)第1低噪声放大器
109.图1所示的第1低噪声放大器24例如为具备基板和放大功能部的一个ic芯片。基板具有相互对置的第1面以及第2面。基板例如为硅基板。放大功能部形成在基板的第1面。放大功能部是具有对给定的频带的接收信号进行放大的功能的功能部。第1低噪声放大器24例如被倒装芯片安装于安装基板4的第2主面42,使得基板的第1面成为安装基板4的第2主面42侧。在从安装基板4的厚度方向d1的俯视下,第1低噪声放大器24的外周形状为四边形。
110.(5)通信装置
111.如图1所示,通信装置8具备高频模块1、其它高频模块7、天线81、信号处理电路82以及同向双工器(diplexer)85。同向双工器85由低通滤波器86和高通滤波器87构成。
112.(5.1)其它高频模块
113.如图1所示,高频模块7具备第2功率放大器71、第2发送滤波器72、第2接收滤波器73以及第2低噪声放大器74。进而,高频模块7具备第2天线开关76和第2低通滤波器77。第2发送滤波器72以及第2接收滤波器73构成双工器75。
114.(5.1.1)第2功率放大器
115.图1所示的第2功率放大器71是对第2发送信号进行放大的放大器。第2功率放大器71设置在将第2天线端子701和第2输入端子702连结的第2发送路径p12中的第2输入端子702与第2发送滤波器72之间。第2功率放大器71具有输入端子711以及输出端子712。第2功率放大器71的输入端子711经由第2输入端子702而与外部电路(例如,信号处理电路82)连接。第2输入端子702是将来自外部电路的高频信号(第2发送信号)输入到高频模块1的端子。第2功率放大器71的输出端子712与第2发送滤波器72连接。第2功率放大器71例如由功率放大器控制器(未图示)进行控制。另外,第2功率放大器71只要直接或间接地与第2发送滤波器72连接即可。第2功率放大器71例如也可以经由第2输出匹配电路(未图示)而与第2
发送滤波器72连接。第2输出匹配电路设置在第2发送路径p12中的第2功率放大器71与第2发送滤波器72之间。第2输出匹配电路获得第2功率放大器71与第2发送滤波器72之间的阻抗匹配。
116.(5.1.2)第2发送滤波器
117.第2发送滤波器72是使第2发送信号通过的第2通信频段的发送滤波器。更详细地,第2发送滤波器72设置在第2发送路径p12中的第2功率放大器71与第2天线开关76之间。第2发送滤波器72使由第2功率放大器71放大后的高频信号中的第2通信频段的发送带的发送信号即第2发送信号通过。
118.(5.1.3)第2接收滤波器
119.第2接收滤波器73是使第2接收信号通过的第2通信频段的接收滤波器。更详细地,第2接收滤波器73设置在将第2天线端子701和第2输出端子703连结的第2接收路径p22中的第2天线开关76与第2低噪声放大器74之间。第2接收滤波器73使从第2天线端子701输入的高频信号中的第2通信频段的接收带的接收信号即第2接收信号通过。
120.(5.1.4)第2低噪声放大器
121.第2低噪声放大器74是使第2接收信号以低噪声进行放大的放大器。第2低噪声放大器74设置在第2接收路径p22中的第2接收滤波器73与第2输出端子703之间。第2低噪声放大器74具有输入端子741以及输出端子742。第2低噪声放大器74的输入端子741与第2接收滤波器73连接。第2低噪声放大器74的输出端子742经由第2输出端子703而与外部电路(例如,信号处理电路82)连接。第2输出端子703是将来自第2低噪声放大器74的高频信号(第2接收信号)向外部电路输出的端子。
122.第2接收滤波器73以及第2低噪声放大器74是设置在比第1通信频段高的第2通信频段的接收信号用的信号路径的接收电路元件。
123.(5.1.5)第2天线开关
124.图1所示的第2天线开关76是用于对与天线81连接的路径进行切换的开关。第2天线开关76具有公共端子761和多个(在图示例子中为3个)选择端子762~764。公共端子761与第2低通滤波器77连接。多个选择端子762~764中的选择端子762与双工器75连接。公共端子761与第2天线端子701连接。
125.第2天线开关76对公共端子761和多个选择端子762~764的连接状态进行切换。第2天线开关76例如由信号处理电路82进行控制。第2天线开关76按照来自信号处理电路82的rf信号处理电路83的控制信号而使公共端子761和多个选择端子762~764中的任一者电连接。
126.(5.1.6)第2低通滤波器
127.第2低通滤波器77设置在第2天线端子701与第2功率放大器71之间的第2发送路径p12、以及第2天线端子701与第2低噪声放大器74之间的第2接收路径p22。第2低通滤波器77使第2发送信号的谐波分量衰减。
128.(5.2)天线
129.天线81与高频模块1的第1天线端子51连接。天线81具有:发送功能,用电波来辐射从高频模块1输出的第1发送信号;以及接收功能,作为电波而从外部接收第1接收信号并向高频模块1输出。
130.(5.3)信号处理电路
131.信号处理电路82包含rf信号处理电路83和基带信号处理电路84。信号处理电路82对第1发送信号以及第1接收信号和第2发送信号以及第2接收信号进行处理。
132.rf信号处理电路83例如为rfic(radio frequency integrated circuit,射频集成电路),进行针对高频信号的信号处理。
133.rf信号处理电路83对从基带信号处理电路84输出的高频信号进行上变频等信号处理,并将进行了信号处理的高频信号输出到高频模块1。具体地,rf信号处理电路83对从基带信号处理电路84输出的第1发送信号进行上变频等信号处理,并将进行了信号处理的第1发送信号输出到高频模块1的第1发送路径p11。此外,rf信号处理电路83对从基带信号处理电路84输出的第2发送信号进行上变频等信号处理,并将进行了信号处理的第2发送信号输出到高频模块1的第2发送路径p12。
134.rf信号处理电路83对从高频模块1输出的高频信号进行下变频等信号处理,并将进行了信号处理的高频信号输出到基带信号处理电路84。具体地,rf信号处理电路83对从高频模块1的第1接收路径p21输出的第1接收信号进行信号处理,并将进行了信号处理的第1接收信号输出到基带信号处理电路84。此外,rf信号处理电路83对从高频模块1的第2接收路径p22输出的第2接收信号进行信号处理,并将进行了信号处理的第2接收信号输出到基带信号处理电路84。
135.基带信号处理电路84例如为bbic(baseband integrated circuit,基带集成电路),进行针对来自信号处理电路82的外部的发送信号的给定的信号处理。由基带信号处理电路84处理后的接收信号例如作为图像信号而作为图像显示用的图像信号来使用,或者作为通话用的声音信号来使用。
136.此外,rf信号处理电路83还具有作为基于所使用的通信频段(频带)对高频模块1所具有的第1天线开关31的连接进行控制的控制部的功能。具体地,rf信号处理电路83根据控制信号(未图示)对高频模块1的第1天线开关31的连接进行切换。另外,控制部也可以设置在rf信号处理电路83的外部,例如可以设置在高频模块1或基带信号处理电路84。
137.(6)效果
138.在实施方式涉及的高频模块1中,第1低通滤波器32除了具有第1路径以外,还具有电抗比第1路径小的第2路径。由此,发送信号或接收信号通过第2路径,从而能够使第1低通滤波器32中的损耗降低。
139.在实施方式涉及的高频模块1中,第1低通滤波器32具有通过dtc364、365的第1路径和将dtc364、365旁路的第2路径。由此,发送信号或接收信号通过第2路径,从而能够使第1低通滤波器32中的损耗降低。
140.在实施方式涉及的高频模块1中,发送信号通过第1路径,接收信号通过电抗比第1路径小的第2路径。由此,能够在使发送信号的谐波分量衰减的同时抑制接收信号的损耗的增加。
141.在实施方式涉及的高频模块1中,第1低通滤波器32为lc滤波器,且lc滤波器的电容器为数字可调电容器(dtc364、365)。由此,能够在信号通过第1路径的情况和信号通过第2路径的情况下变更第1低通滤波器32的截止频率。此外,能够根据通过第1路径的信号的通信频段来变更第1低通滤波器32的截止频率。
142.在实施方式涉及的高频模块1中,电感器361~363配置在安装基板4的第1主面41侧,且数字可调电容器(dtc364、365)配置在安装基板4的第2主面42侧。由此,相比于电感器361~363配置在与dtc364、365相同的主面侧的情况,能够使高频模块1变得小型。
143.在实施方式涉及的高频模块1中,数字可调电容器(dtc364、365)包含于开关ic39。由此,能够减小dtc364、365的设置面积,因此能够使高频模块1变得更加小型。
144.在实施方式涉及的高频模块1中,在从安装基板4的厚度方向d1的俯视下,电感器361~363与开关ic39重叠。由此,能够缩短将电感器361~363和开关ic39相连的路径,因此能够使起因于上述路径的长度的损耗降低。
145.在实施方式涉及的高频模块1中,在从安装基板4的厚度方向d1的俯视下,电感器361~363与数字可调电容器(dtc364、365)重叠。由此,能够缩短将电感器361~363和dtc364、365相连的路径,因此能够使起因于上述路径的长度的损耗降低。
146.(7)变形例
147.以下,对实施方式的变形例进行说明。
148.(7.1)变形例1
149.作为实施方式1的变形例1,高频模块1也可以代替开关模块3(参照图2)而具备如图4所示的开关模块3a。
150.如图4所示,变形例1的开关模块3a具备第1天线开关31、第1低通滤波器32a以及控制电路33。进而,开关模块3a具备第1天线侧端子34和多个(在图示例子中为3个)第1滤波器侧端子35。
151.如图4所示,第1低通滤波器32a具备电感器371、多个(在图示例子中为2个)电容器372、373以及多个(在图示例子中为3个)开关374~376。电感器371连接在第1天线开关31与第1天线侧端子34之间。多个电容器372、373各自连接在第1天线开关31与第1天线侧端子34之间。
152.开关375在第1天线开关31与第1天线侧端子34之间与电容器372串联地连接。电容器372和开关375的串联电路与电感器371并联地连接。
153.开关376在第1天线开关31与第1天线侧端子34之间与电容器373串联地连接。电容器373和开关376的串联电路与电感器371并联地连接。
154.开关374在第1天线开关31与第1天线侧端子34之间与电容器372和开关375的串联电路以及电容器373和开关376的串联电路并联地连接。
155.具有上述那样的电路结构的第1低通滤波器32a在发送信号通过的情况下,将开关374设为关断状态,并将开关375、376中的至少一者设为导通状态,由此增大发送信号所通过的发送路径的电抗。由此,第1低通滤波器32a能够使发送信号的谐波分量衰减。
156.另一方面,在接收信号通过的情况下,将开关374设为导通状态,并将开关375、376设为关断状态,由此减小接收信号所通过的接收路径的电抗。由此,能够使接收信号通过时的损耗降低。
157.在变形例1中,在第1低通滤波器32a中,将开关374设为关断状态并将开关375、376中的至少一者设为导通状态时的将第1天线开关31和第1天线侧端子34相连的路径成为第1路径。此外,在第1低通滤波器32a中,将开关374设为导通状态并将开关375、376设为关断状态时的将第1天线开关31和第1天线侧端子34相连的路径成为第2路径。
158.在变形例1中,第1路径是通过电容器372以及电容器373中的至少一者的路径,第2路径是将电容器372以及电容器373旁路的路径。
159.(7.2)变形例2
160.作为实施方式1的变形例2,高频模块1也可以代替开关模块3(参照图2)而具备如图5所示的开关模块3b。
161.如图5所示,变形例2的开关模块3b具备第1天线开关31、第1低通滤波器32b以及控制电路33。进而,开关模块3b具备第1天线侧端子34和多个(在图示例子中为3个)第1滤波器侧端子35。
162.如图5所示,第1低通滤波器32b具备电感器381、多个(在图示例子中为2个)电容器382、383以及多个(在图示例子中为2个)开关384、385。
163.电感器381连接在第1天线开关31与第1天线侧端子34之间。多个电容器382、383各自连接在第1天线开关31与第1天线侧端子34之间。
164.开关384在第1天线开关31与第1天线侧端子34之间与电容器382串联地连接。电容器382和开关384的串联电路与电感器381并联地连接。
165.开关385在第1天线开关31与第1天线侧端子34之间与电容器383串联地连接。电容器383和开关385的串联电路与电感器381并联地连接。
166.具有上述那样的电路结构的第1低通滤波器32b在发送信号通过的情况下,将开关384、385的双方设为导通状态,由此增大发送信号所通过的发送路径的电抗。由此,第1低通滤波器32b能够使发送信号的谐波分量衰减。
167.另一方面,在接收信号通过的情况下,将开关384、385中的至少一者设为关断状态,由此减小接收信号所通过的接收路径的电抗。由此,能够使接收信号通过时的损耗降低。
168.在变形例2中,在第1低通滤波器32b中,将开关384、385的双方设为导通状态时的将第1天线开关31和第1天线侧端子34相连的路径成为第1路径。此外,在第1低通滤波器32b中,将开关384、385中的至少一者设为关断状态时的将第1天线开关31和第1天线侧端子34相连的路径成为第2路径。
169.(7.3)变形例3
170.作为实施方式1的变形例3,高频模块1c也可以代替多个外部连接端子5(参照图3)而具备如图6所示的多个外部连接端子5c。
171.多个外部连接端子5c不是柱状电极,而具有凸块构造。多个外部连接端子5c配置在安装基板4的第2主面42。在变形例3涉及的高频模块1c中,省略了第2树脂构件62(参照图3)。
172.(7.4)其它变形例
173.作为实施方式1的其它变形例,第1发送滤波器22以及第2发送滤波器72并不限定于声表面波滤波器,也可以是声表面波滤波器以外的滤波器。第1发送滤波器22以及第2发送滤波器72例如也可以是使用了baw(bulk acoustic wave,体声波)的弹性波滤波器、lc谐振滤波器以及电介质滤波器中的任一者。
174.在上述的各变形例涉及的高频模块中,也达到与实施方式涉及的高频模块1同样的效果。
175.以上说明的实施方式以及变形例只不过是本发明的各种各样的实施方式以及变形例中的一部分。此外,只要能够达到本发明的目的,实施方式以及变形例就能够根据设计等而进行各种变更。
176.在本说明书中,所谓“将电容器旁路的路径”,包含不通过电容器而从电容器的两端分支的路径、和通过电容为0或为接近于0的值的电容器的路径。在此,“电容器”包含dtc。
177.(方式)
178.在本说明书中,公开了以下的方式。
179.第1方式涉及的高频模块(1;1c)具备天线端子(第1天线端子51)、功率放大器(第1功率放大器21)、低噪声放大器(第1低噪声放大器24)以及低通滤波器(第1低通滤波器32;32a;32b)。低通滤波器设置在发送路径(第1发送路径p11)以及接收路径(第1接收路径p21)。发送路径是天线端子与功率放大器之间的路径。接收路径是天线端子与低噪声放大器之间的路径。低通滤波器具有多个路径。多个路径各自构成发送路径以及接收路径中的至少一者的一部分。多个路径具有第1路径和第2路径。第2路径的电抗比第1路径的电抗小。
180.根据第1方式涉及的高频模块(1;1c),通过发送路径(第1发送路径p11)的发送信号以及通过接收路径(第1接收路径p21)的接收信号中的至少一者通过第2路径,由此能够使低通滤波器(第1低通滤波器32;32a;32b)中的损耗降低。
181.第2方式涉及的高频模块(1;1c)具备天线端子(第1天线端子51)、功率放大器(第1功率放大器21)、低噪声放大器(第1低噪声放大器24)以及低通滤波器(第1低通滤波器32;32a)。低通滤波器设置在发送路径(第1发送路径p11)以及接收路径(第1接收路径p21)。发送路径是天线端子与功率放大器之间的路径。接收路径是天线端子与低噪声放大器之间的路径。低通滤波器具有多个路径。多个路径各自构成发送路径以及接收路径中的至少一者的一部分。低通滤波器包含电感器(361;362;363;371)和电容器(dtc364;365、电容器372;373)。多个路径具有第1路径和第2路径。第1路径是通过电容器的路径。第2路径是将电容器旁路的路径。
182.根据第2方式涉及的高频模块(1;1c),通过发送路径(第1发送路径p11)的发送信号以及通过接收路径(第1接收路径p21)的接收信号中的至少一者通过第2路径,由此能够使低通滤波器(第1低通滤波器32;32a)中的损耗降低。
183.在第3方式涉及的高频模块(1;1c)中,在第1或第2方式中,在低通滤波器(第1低通滤波器32;32a;32b)中,通过发送路径(第1发送路径p11)的发送信号通过第1路径。通过接收路径(第1接收路径p21)的接收信号通过第2路径。
184.根据第3方式涉及的高频模块(1;1c),能够在使发送信号的谐波分量衰减的同时抑制接收信号的损耗的增加。
185.在第4方式涉及的高频模块(1;1c)中,在第1~第3方式中的任一方式中,低通滤波器(第1低通滤波器32;32a;32b)包含电感器(361;362;363)和电容器。上述电容器是数字可调电容器(dtc364;365)。
186.根据第4方式涉及的高频模块(1;1c),能够在信号通过第1路径的情况和信号通过第2路径的情况下变更低通滤波器(第1低通滤波器32;32a;32b)的截止频率。此外,能够根据通过第1路径的信号的通信频段来变更低通滤波器的截止频率。
187.第5方式涉及的高频模块(1;1c)在第4方式中还具备安装基板(4)和外部连接端子
(5)。安装基板(4)具有相互对置的第1主面(41)以及第2主面(42)。外部连接端子(5)配置在安装基板(4)的第2主面(42)侧。电感器(361;362;363)配置在第1主面(41)侧。数字可调电容器(dtc364;365)配置在第2主面(42)侧。
188.根据第5方式涉及的高频模块(1;1c),相比于电感器(361;362;363)配置在与数字可调电容器(dtc364;365)相同的主面侧的情况,能够使高频模块(1;1c)变得小型。
189.第6方式涉及的高频模块(1;1c)在第5方式中还具备天线开关(第1天线开关31)。天线开关是用于对与天线(81)连接的路径进行切换的开关。数字可调电容器(dtc364;365)与天线开关一同包含于开关ic(39)。
190.根据第6方式涉及的高频模块(1;1c),能够减小数字可调电容器(dtc364;365)的设置面积,因此能够使高频模块(1;1c)变得更加小型。
191.在第7方式涉及的高频模块(1;1c)中,在第6方式中,在从安装基板(4)的厚度方向(d1)的俯视下,电感器(361;362;363)与开关ic(39)重叠。
192.根据第7方式涉及的高频模块(1;1c),能够缩短将电感器(361;362;363)和开关ic(39)相连的路径,因此能够使起因于上述路径的长度的损耗降低。
193.在第8方式涉及的高频模块(1;1c)中,在第7方式中,在从安装基板(4)的厚度方向(d1)的俯视下,电感器(361;362;363)与数字可调电容器(dtc364;365)重叠。
194.根据第8方式涉及的高频模块(1;1c),能够缩短将电感器(361;362;363)和数字可调电容器(dtc364;365)相连的路径,因此能够使起因于上述路径的长度的损耗降低。
195.在第9方式涉及的高频模块(1;1c)中,在第1~第8方式中的任一方式中,通过发送路径(第1发送路径p11)的发送信号以及通过接收路径(第1接收路径p21)的接收信号为tdd的信号。
196.在第10方式涉及的高频模块(1;1c)中,在第1~第8方式中的任一方式中,通过发送路径(第1发送路径p11)的发送信号以及通过接收路径(第1接收路径p21)的接收信号为fdd的信号。
197.第11方式涉及的通信装置(8)具备第1~第10方式中的任一方式的高频模块(1;1c)和信号处理电路(82)。信号处理电路(82)对通过发送路径(第1发送路径p11)的发送信号以及通过接收路径(第1接收路径p21)的接收信号进行处理。
198.根据第11方式涉及的通信装置(8),发送信号或接收信号通过第2路径,由此能够使低通滤波器(第1低通滤波器32;32a;32b)中的损耗降低。
199.附图标记说明
200.1、1c:高频模块;
201.21:第1功率放大器(功率放大器);
202.211:输入端子;
203.212:输出端子;
204.22:第1发送滤波器;
205.23:第1接收滤波器;
206.24:第1低噪声放大器(低噪声放大器);
207.241:输入端子;
208.242:输出端子;
209.25:双工器;
210.3、3a、3b:开关模块;
211.31:第1天线开关(天线开关);
212.311:公共端子;
213.312~314:选择端子;
214.32、32a、32b:第1低通滤波器(低通滤波器);
215.33:控制电路;
216.34:第1天线侧端子;
217.35、351~353:第1滤波器侧端子;
218.361~363:电感器;
219.364、365:dtc(电容器);
220.366、368:电容器;
221.367:电感器;
222.371:电感器;
223.372、373:电容器;
224.374~376:开关;
225.381:电感器;
226.382、383:电容器;
227.384、385:开关;
228.39:开关ic;
229.4:安装基板;
230.41:第1主面;
231.42:第2主面;
232.43:导体图案部;
233.44:贯通电极;
234.5、5c:外部连接端子;
235.51:第1天线端子(天线端子);
236.52:第1输入端子;
237.53:第1输出端子;
238.61:第1树脂构件;
239.62:第2树脂构件;
240.63:屏蔽层;
241.7:高频模块;
242.701:第2天线端子;
243.702:第2输入端子;
244.703:第2输出端子;
245.71:第2功率放大器;
246.711:输入端子;
247.712:输出端子;
248.72:第2发送滤波器;
249.73:第2接收滤波器;
250.74:第2低噪声放大器;
251.741:输入端子;
252.742:输出端子;
253.75:双工器;
254.76:第2天线开关;
255.761:公共端子;
256.762~764:选择端子;
257.77:第2低通滤波器;
258.8:通信装置;
259.81:天线;
260.82:信号处理电路;
261.83:rf信号处理电路;
262.84:基带信号处理电路;
263.85:同向双工器;
264.86:低通滤波器;
265.87:高通滤波器;
266.p11:第1发送路径;
267.p12:第2发送路径;
268.p21:第1接收路径;
269.p22:第2接收路径;
270.d1:厚度方向。
再多了解一些

本文用于创业者技术爱好者查询,仅供学习研究,如用于商业用途,请联系技术所有人。

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